Shikimisäure

Strukturformel
Strukturformel der Shikimisäure
Allgemeines
Name	Shikimisäure
Andere Namen	(3R,4S,5R)-3,4,5-Trihydroxy-1-cyclohexencarbonsäure Vorlage:INCI
Summenformel	C7H10O5
Kurzbeschreibung	hell cremefarbene, geruchlose,<ref name="Alfa" /> nadelförmige Kristalle<ref name=roempp>Eintrag zu Shikimisäure. In: Römpp Online. Georg Thieme VerlagVorlage:Abrufdatum</ref>
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer Vorlage:CASRN EG-Nummer 205-334-2 ECHA-InfoCard 100.004.850 PubChem 8742 ChemSpider 8412 DrugBank Wikidata [[:d:|]]
Eigenschaften
Molare Masse	174,15 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Schmelzpunkt	190–191 °C<ref name="Merck">The Merck Index, 9. Auflage, 1976, ISBN 0-911910-26-3, S. 1097.</ref>
pKS-Wert	4,15 (14,1 °C)<ref name=roempp/>
Löslichkeit	180 g·l−1 in Wasser (20 °C)<ref name="Alfa">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Alfa AesarVorlage:Abrufdatum (Seite nicht mehr abrufbar).</ref>
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung<ref name="Sigma">Datenblatt Vorlage:Linktext-Check bei Sigma-AldrichVorlage:Abrufdatum (PDF).</ref> Gefahrensymbol Gefahr H- und P-Sätze H: 318 P: 280​‐​305+351+338+310<ref name="Sigma" />
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Shikimisäure ist ein biochemisches Intermediat im Stoffwechsel von Pflanzen und Mikroorganismen bei der Biosynthese von aromatischen Aminosäuren. Das Naturprodukt ist die (3R,4S,5R)-Shikimisäure. Die anderen sieben möglichen Stereoisomere der Shikimisäure haben keine biologische Bedeutung.

Geschichte

Shikimisäure wurde erstmals 1885 von Johan Fredrik Eykman aus dem Japanischen Sternanis (Illicium anisatum) isoliert, der auf Japanisch Shikimi (, bzw. in Kanji oder ) heißt.<ref>Eykman, J. F. (1885). In: Recl. Trav. Chim. Pays-Bas. Bd. 4, S. 32.</ref><ref>Jiang, S. und Singh, G. (1998): Chemical synthesis of shikimic acid and its analogues. In: Tetrahedron, Bd. 54, S. 4697. PDF (Memento vom 27. September 2007 im Internet Archive)</ref>

Gewinnung und Darstellung

Shikimisäure ist ein Zwischenprodukt in der Biosynthese der für den Menschen essentiellen aromatischen Aminosäuren L-Tyrosin, L-Tryptophan und L-Phenylalanin bei Pflanzen und Mikroorganismen. Ihre Salze heißen Shikimate.

Die Shikimisäure ist ein Stoffwechselzwischenprodukt der Pflanzen und daher weit verbreitet. Sie kommt in großen Mengen in der giftigen Shikimifrucht sowie im verwandten, aber ungiftigen Sternanis vor.

Von der Shikimisäure leiten sich zahlreiche in Pflanzen vorkommende Aromaten ab, zum Beispiel die Protocatechusäure. Ein anderer Weg führt zu Gallussäure, die Bestandteil der hydrolisierbaren Gerbstoffe ist.

Shikimisäureweg

Der Shikimisäureweg stellt einen wichtigen Weg für die Biogenese von Aromaten dar.<ref>Shikimisäure-Biosynthese (englisch)</ref> Der Shikimisäureweg findet jedoch nicht in höheren Tieren statt.

Der Shikimisäureweg beginnt eigentlich nicht mit der Shikimisäure. Die Biosynthese beginnt mit der Reaktion von D-Erythrose-4-phosphat mit Phosphoenolpyruvat (PEP). Erst in weiteren Schritten entstehen dann Dehydrochinasäure, Dehydroshikimisäure, Shikimisäure und Chorisminsäure. Bei Chorismat teilt sich die Biosynthese dann in zwei Wege. In dem einen Weg entsteht L-Tryptophan, in dem anderen über Prephenat als Zwischenstufe L-Tyrosin und L-Phenylalanin. Der Shikimisäureweg ist nicht nur für den Proteinaufbau in Pflanzen wichtig, ausgehend von der beim Shikimisäureweg gebildeten α-Aminosäure, sondern auch für die Biosynthese der Cumarin-Derivate und Flavonoide.

Anwendung

Aus Shikimisäure wird in einer neunstufigen Synthese Oseltamivir, der Wirkstoff des Grippemedikaments Tamiflu^®, hergestellt. Der lange Syntheseweg, der über gefährliche Azide führt, die geringe Gesamtausbeute von etwa 35 Prozent und die aufwändige Gewinnung des Rohstoffs Shikimisäure aus dem chinesischen Sternanis erschweren es derzeit, Oseltamivir in höheren Mengen zu produzieren.<ref>Hoffmann-La Roche: Factsheet Tamiflu (Memento vom 22. Februar 2016 im Internet Archive) (PDF; 336 kB), Stand 17. November 2006.</ref> Seit einiger Zeit kann Shikimat jedoch auch mittels rekombinanter E.-coli-Stämme synthetisiert werden.<ref>Tamiflu-Produktion sichern Pharmazeutische Zeitung Ausgabe 48/2005, abgerufen am 25. September 2018.</ref>

Stereoisomere

Natürliche Shikimisäure besitzt die (3R,4S,5R)-Konfiguration. Die anderen sieben Stereoisomere [(3S,4R,5S)-, (3R,4R,5S)-, (3S,4S,5R)-, (3R,4S,5S)-, (3S,4R,RS)-, (3S,4S,5S)- und die (3R,4R,5R)-Shikimisäure] besitzen keine praktische Bedeutung. Das Racemat aus (3R,4S,5R)- und (3S,4R,5S)-Shikimisäure besitzt einen Schmelzpunkt von 191 bis 192 °C.<ref name="Merck"/>

Weblinks

Datei:Wiktfavicon en.svgWiktionary: Shikimisäure – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

<references/>